KR101767441B1

KR101767441B1 - 건축판넬에 부착되는 화재확산 방지용 불연 탄성 패드

Info

Publication number: KR101767441B1
Application number: KR1020170026914A
Authority: KR
Inventors: 고석풍
Original assignee: 주식회사 서원코리아
Priority date: 2017-03-02
Filing date: 2017-03-02
Publication date: 2017-08-11

Abstract

본 발명은 건축판넬의 이음매 부분에 부착되어 틈새를 막아주며 화재발생 시 상기 이음매 부분을 통해 화재가 확산되는 것을 방지해주는 용도의 화재확산 방지용 불연 탄성 패드 및 조립식 건축 판넬 구조체에 관한 것으로서, 열가소성 수지인 액상의 접착제 15~70 중량부와, 열경화성 수지 1~50 중량부와, 열팽창하는 흑연 5~50 중량부와, 무기 난연재료 5~40 중량부 및 첨가제 1~3 중량부를 혼합함으로써 얻어지는 불연액 조성물을 스폰지에 함침함으로써 얻어지는 불연 탄성 패드를 특징으로 한다. 이에 의해, 제작공정 또는 조립공정의 과정에서 건축판넬의 이음매 부분이 일정하지 않고 불규칙적인 경우에도 상기 이음매 부분에 부착되어 틈새를 완벽히 막아줌으로써 화재발생 시 상기 이음매 부분을 통과하여 화재가 확산되는 것을 효과적으로 막아줄 수 있다.

Description

건축판넬에 부착되는 화재확산 방지용 불연 탄성 패드{NONFLAMMABLE ELASTIC PAD ATTACHED ONTO CONSTRUCTION PANNEL TO PREVENT SPREAD OF FIRE}

본 발명은 건축판넬의 이음매 부분에 부착되어 틈새를 막아주어 열전도율 감소 효과가 향상되고 화재발생 시 상기 이음매 부분을 통해 화재가 확산되는 것을 방지해주는 용도의 불연 탄성 패드에 관한 것이다.

본 발명과 같은 종류의 불연 패드로서 종래 제안된 기술로는 공개특허공보 제10-2005-0077551호 '팽창성 흑연을 사용한 건축단열용 폴리이소시아누레이트 발포체 및 이를 제조하기 위한 폴리올 조성물' (공개일자: 2005.08.03.), 실용신안등록 제10-0391775호 '발포접착제를 사용한 내화패널' (등록일자: 2005.07.27.), 특허등록 제10-0838822호 '발포 팽창성 난연시트 및 그 제조방법' (등록일자: 2008.06.10.) 등에 개시된 바 있다.

특히 상기 특허등록 제10-0838822호는 화재발생시 발포 팽창성 난연시트가 팽창하여 두꺼운 난연성 패드층을 형성하는 방식으로 건축용 패널을 통과하는 공기흐름과 화염전파를 차단시키는 기능을 갖는다는 면에서 앞서 공개된 2건의 선행 특허 및 실용신안과 대비하여 우수한 점이 인정되기는 하나, 이에 의할 경우에는 다음과 같은 문제가 발생할 수 있다.

즉, 상기 특허등록 제10-0838822호에 의해 제조되는 난연시트는 두께 0.3~5mm로서 고무재질의 시트와 같은 외형을 가짐으로써 탄력성 내지 신축성이 크게 떨어지는 관계로 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이 조립식 판넬(1, 2)의 이음매 부분에 난연시트(10, 10')를 부착시키는 경우에 있어서 상기 이음매 부분이 일정하게 유지되지 않은 부분에서는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 틈새(3)가 발생하게 된다. 일반적으로 판넬(1, 2)의 제작공정 및 조립공정시 정교하게 이음매를 맞춘다는 것은 불가능에 가까우며, 난연시트(10, 10')의 부착면 또한 항상 매끄럽게 일정한 간격을 유지한다기보다는 울퉁불퉁한 표면일 수도 있어 이와 같이 다양한 비규격의 적용공간에 탄력성이 크게 떨어지는 난연시트(10, 10')를 부착시킨다면 상기 틈새(3)와 같은 사이공간이 항상 발생하기 마련이다.

따라서, 화재발생으로 난연시트(10, 10')가 팽창하여도 상기 틈새(3)까지 완벽히 막을 수 없고, 가열로 인해 팽창된 난연시트(10, 10')는 고무가 녹으면서 밀도가 떨어져 시트 말단 부분부터 상기 틈새(3)를 통과하는 바람에 휩쓸려 날아가 오히려 틈새(3)가 난연시트(10, 10')로까지 점차 확장되는 문제가 있었다.

따라서, 결과적으로 상기 특허등록 제10-0838822호에 의해 제조되는 난연시트조차도 건축용 패널을 통과하는 공기흐름과 화염전파를 차단시키는 기능을 제대로 구현해내지 못한다는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 제작공정 또는 조립공정의 과정에서 건축판넬의 이음매 부분이 일정하지 않고 불규칙적인 경우에도 상기 이음매 부분에 부착되어 틈새를 완벽히 막아줌으로써 열전도율 감소 효과를 향상시키고 화재발생 시 상기 이음매 부분을 통과하여 화재가 확산되는 것을 효과적으로 막아줄 수 있는 화재확산 방지용 불연 탄성 패드를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 건축판넬에 부착되는 화재확산 방지용 불연 패드에 있어서, 열가소성 수지인 액상의 접착제 15~70 중량부와, 열경화성 수지 1~50 중량부와, 열팽창하는 흑연 5~50 중량부와, 무기 난연재료 5~40 중량부 및 첨가제 1~3 중량부를 혼합함으로써 얻어지는 불연액 조성물을 스폰지에 함침함으로써 얻어지는 불연 탄성 패드를 제공한다.

삭제

여기서, 상기 스폰지는 탄성이 좋은 폴리우레탄 스폰지인 것이 바람직하다.

상기 불연액 조성물이 함침된 스폰지의 일측면 또는 양측면에는 접착용 테이프가 부착될 수도 있다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 화재확산 방지용 불연 탄성 패드에 의하면 패드의 구조를 제공하는 스폰지의 성질로 인해 압축비(압축전두께/압축후두께)가 5 내외에 이르게 되어 높은 신축성 내지 탄력성을 갖게 됨으로써 판넬 간 이음매 부분이 울퉁불퉁하는 등 불규칙적인 경우에도 이음매 표면에 부착되어 틈새를 완벽히 메꾸어 줄 수 있다.

특히, 조립식 판넬의 경우 판넬의 외형을 이루는 철판이나 내부의 단열재는 열에 의해 미세하게 수축하거나 신장하는 현상이 일어나는데 상기와 같이 신축성이 좋은 불연 탄성 패드가 판넬 간 틈새에 개재되는 경우 상기와 같은 판넬의 수축과 신장이 발생하는 경우에도 탄성 압축과 팽창을 통해 여전히 틈새를 메꾼 상태를 유지할 수 있어 열전도율 변화를 최소화할 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 난연시트의 적용 모습을 도시한 단면 사진,
도 2는 도 1의 일 부분을 확대하여 도시한 단면 사진,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 화재확산 방지용 불연 탄성 패드 및 도 1의 난연시트를 비교하여 도시한 사진,
도 4a 및 도 4b는 도 3의 화재확산 방지용 불연 탄성 패드의 압축 전 및 압축 후의 두께를 보여주기 위한 사진,
도 5는 도 3의 화재확산 방지용 불연 탄성 패드의 가열 후 확장된 두께를 보여주기 위한 사진,
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 화재확산 방지용 불연 탄성 패드가 적용되는 조립식 판넬의 일례를 도시한 결합 전 및 결합 후의 사진,
도 7a 및 도 7b는 도 6a 및 도 6b의 조립식 판넬에 본 발명의 실시예에 따른 화재확산 방지용 불연 탄성 패드가 적용된 모습을 도시한 결합 전 및 결합 후의 사진,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 화재확산 방지용 불연 탄성 패드와 및 도 1의 난연시트에 대한 가열 실험결과를 비교하여 도시한 사진,
도 9a및 도 9b는 조립식 판넬에 본 발명의 실시예에 따른 화재확산 방지용 불연 탄성 패드를 적용한 경우와 적용하지 않은 경우의 열전도율 시험을 위한 시험체 사진,
도 9c 및 도 9d는 각각 도 9a 및 도 9b의 시험결과 사진이다.

본 발명의 실시예에 따른 화재확산 방지용 불연 탄성 패드(20)는 도 3에 도시된 바와 같이 폴리우레탄 재질의 스폰지(21)에 불연액 조성물을 함침 및 건조시킴으로써 얻어진다.

폴리우레탄 스폰지(21)는 가격이 저렴하여 쉽게 구할 수 있고, 복원력 또한 우수하며, 함침액의 흡수력이 우수한 점에서 불연 탄성 패드(20)의 소재로서 적합하다.

다만, 본 발명은 이러한 폴리우레탄 스폰지(21)에 한정되는 것은 아니며 흡수력이 떨어지기는 하나 폴리에틸렌 소재의 스폰지로도 대체 가능하며, 가격 경쟁력이 떨어지기는 하나 천연소재의 스폰지로도 대체 가능하다.

본 발명의 실시예에 따른 불연액 조성물은 물 15중량%, 초산비닐수지(PVAC) 35중량%, 멜라민수지 7중량%, 수산화알루미늄 15중량%, 발포 흑연 20중량%, 탈크(talc) 6중량% 및 첨가제 2중량%를 혼합한 것을 사용한다.

초산비닐수지는 열가소성 수지의 일종으로서 열에 쉽게 변형하는 성질을 이용하기 위한 것이며 열가소성 수지에 속하는 다른 수지로 대체 가능하다.

건조후 스폰지(21)에 함침되는 불연액 조성물(즉, 물 제외)을 기준으로 할 때, 열가소성 수지의 비율은 15~70중량%인 것이 바람직하다. 상기 70중량%를 초과하는 경우 전체 불연 패드(20)가 열에 쉽게 변형하여 불연 탄성 패드로서의 기능을 위한 형태를 제대로 유지시킬 수 없다는 문제가 발생한다.

멜라민수지는 열경화성 수지의 일종으로서 열에 잘 변형되지 않고 불연 탄성 패드의 기능 구현을 위한 형태를 유지하기 위한 용도로서 사용된다. 물론, 멜라민수지는 다른 열경화성 수지 또는 무기 접착제로 대체 가능하며 본 발명의 상기 불연액 조성물에서 열경화성 수지의 비율은, 건조후 스폰지(21)에 함침되는 불연액 조성물(즉, 물 제외)을 기준으로 할 때 1~50중량%인 것이 바람직하다. 상기 50중량%를 초과하는 경우에는 불연 탄성 패드(20)의 탄성력을 떨어뜨리게 된다는 문제가 있다.

발포 흑연은 상기 종래기술로서 언급된 특허등록 제10-0838822호에도 개시된 성분으로서(해당 특허공보에는 '그라파이터'로 언급됨) 130~150℃의 열을 가하면 팽창하는 성질을 지니는 흑연을 의미하며, 본 발명의 상기 불연액 조성물에서 이와 같은 열 팽창 흑연의 비율은, 건조후 스폰지(21)에 함침되는 불연액 조성물(즉, 물 제외)을 기준으로 할 때 5~50중량%인 것이 바람직하다. 열 팽창 흑연을 함유함에 따라 불연 탄성 패드(20)는 가열 시 약 3배 정도 팽창되어 두꺼워질 수 있다.

수산화알루미늄은 무기 난연재료의 일종으로서 상기 종래기술로서 언급된 특허등록 제10-0838822호에도 개시된 바 있으며 무기 난연재료에 속하는 다른 성분으로 대체 가능하다. 본 발명의 상기 불연액 조성물에서 이러한 무기 난연재료의 비율은, 건조후 스폰지(21)에 함침되는 불연액 조성물(즉, 물 제외)을 기준으로 할 때 5~50중량%인 것이 바람직하다.

탈크(talc, 활석)는 분말 석고(plaster)의 일 구성성분으로 사용되는 것으로서 가열 후의 불연 탄성 패드(20)의 심재(心材) 역할을 수행해준다. 다만, 본 발명에 따른 상기 불연액 조성물에서 탈크는 필수구성성분은 아니며 필요에 따라 성분에서 제외시킬 수도 있다.

첨가제는 열전도율의 감소 효과를 높이기 위하여 카본 블랙과, 불연 탄성 패드(20)를 유연하게 만들 수 있도록 해주는 유연제 및 분산제, 경화제로 이루어지며 본 발명의 상기 불연액 조성물에서 이러한 첨가제의 비율은, 건조후 스폰지(21)에 함침되는 불연액 조성물(즉, 물 제외)을 기준으로 할 때 1~3중량%인 것이 바람직하다.

상기한 성분들의 혼합으로 이루어진 불연액 조성물은 스폰지(21)에 함침시킨 다음 건조시키는 과정을 거침으로써 화재확산 방지용 불연 탄성 패드(20)가 얻어진다. 본 실시예에서 불연성 조성물이 함침되기 전 스폰지(21)의 밀도가 15kg/m³이던 것이 상기와 같은 불연성 조성물이 함침 및 건조된 후의 불연 탄성 패드(20)의 밀도가 45kg/m³인 것으로 나타났다. 이때의 함침은 스폰지(21)의 내외부 곳곳에 불연성 조성물이 코팅됨을 의미하며, 상기 밀도가 너무 높은 경우에는 불연성능은 좋아지나 탄성이 떨어져 미세한 판넬 이음매 부분의 틈새 내지 변형에 대응하기 어렵기 때문에 단열 성능이 떨어지게 된다는 문제가 있다. 반대로 밀도가 너무 낮게 코팅되면 탄성은 좋으나 불연성이 떨어지게 된다는 문제가 있다.

이러한 불연 탄성 패드(20)는 고무 성분을 함유하는 종래의 난연시트(10)와 달리 스폰지(21) 자체의 성질로 인해 매우 높은 압축률을 나타낸다. 예를 들어, 도 4a에서 불연 탄성 패드(20)의 두께가 7mm인 것을 압축시킬 경우 도 4b에서 보는 바와 같이 1.5mm까지 압축시킬 수 있었다. 즉, 압축률 (7-1.5)/7=78.5%를 달성할 수 있었다.

한편, 상기 불연 탄성 패드(20)를 가열시킬 경우 5mm이던 두께가 도 5에 도시된 바와 같이 17mm까지 증가함을 알 수 있다. 가열 시 종래의 난연시트(도 3의 10)와 비교하면, 본 발명의 실시예에 따른 불연 탄성 패드(20)는 가열되어 팽창된 후에도 상기한 무기 난연재료 및 탈크 등의 성분으로 인해 그 기본 형태가 유지될 수 있는 반면(도 8 참조), 고무를 주성분으로 포함하고 있는 난연시트(10)의 경우에는 그 고무 성분이 고온으로 인해 이미 녹아 흐물흐물해지는 상태로 변형됨에 따라 원래의 기본 형태를 유지할 수 없으며 이로 인해 건축판넬의 이음매 부분에 부착되어 틈새를 막아주는 제 기능을 발휘하지 못한다는 문제가 생긴다.

이하, 상기한 불연 탄성 패드(20)의 적용 과정에 대해 설명한다.

도 6a에 도시된 바와 같이 좌우의 조립식 판넬(1, 2)을 단순히 결합시키기만 한다면 도 6b에 도시된 바와 같이 이음매 부분에 불규칙적인 틈새(3)가 발생함을 확인할 수 있다.

이때, 도 7a에 도시된 바와 같이 일측 조립식 판넬(1)의 이음매 부분 표면에 상기한 불연 탄성 패드(20)를 부착시킨 다음 타측 조립식 판넬(2)을 결합시키면 도 7b에 도시된 바와 같이 불연 탄성 패드(20)의 우수한 탄력성으로 인해 불규칙적인 틈새(3)가 모두 완벽하게 메꾸어짐을 확인할 수 있다.

한편, 도 7a에서와 같이 불연 탄성 패드(20)의 부착 및 조립식 판넬(1, 2) 간의 결합 작업이 원활하게 이루어질 수 있도록, 상기 불연 탄성 패드(20)의 일측면 또는 양측면에는 접착용 테이프(도면 미도시)가 부착된 것으로 구비될 수도 있다.

또한, 도 9a에 도시된 바와 같이 일측 조립식 판넬(1)의 이음매 부분 사이에불연 탄성 패드(20)를 부착시킨 조립식 판넬(도9a)과 부착시시키지 않은 조립식 판넬(도9b)을 열전도율 시험을 진행하였다. 시험 결과는, 부착시킨 조립식 판넬(도9c)의 열전도율은 0.057(w/m.k), 부착시키지 않은 조립식 판넬(도9b)의 열전도율은 0.072(w/m.k)로 나타남으로써, 이러한 시험 결과를 보면 불연 탄성 패드 삽입시 열전도율의 감소 효과가 20% 이상으로 향상되는 결과를 얻을 수 있음을 확인할 수 있다.

이상에서 설명된 화재확산 방지용 불연 탄성 패드(20)는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 실시예에 불과하므로 본 발명의 권리범위 내지 기술적 범위가 상기에서 설명된 바에 한정되는 것으로 이해되어서는 곤란하다. 본 발명의 권리범위 내지 기술적 범위는 후술하는 특허청구범위 및 그 균등범위에 의해 정하여진다.

1, 2: 조립식 판넬
3: 틈새
10, 10': 난연패드
20: 화재확산 방지용 불연 탄성 패드
21: 스폰지

Claims

삭제
건축판넬에 부착되는 화재확산 방지용 불연 탄성 패드에 있어서,
열에 변형하는 성질을 부여하기 위해 함유되는 열가소성 수지인 액상의 접착제 15~70 중량부와, 열에 잘 변형되지 않고 상기 불연 탄성 패드의 형태를 유지하기 위한 용도로서 함유되는 열경화성 수지 1~50 중량부와, 열팽창하는 흑연 5~50 중량부와, 무기 난연재료 5~40 중량부 및 첨가제 1~3 중량부를 혼합함으로써 얻어지는 불연액 조성물을 폴리우레탄 스폰지에 함침함으로써 얻어지는 불연 탄성 패드.
삭제
제2항에 있어서,
상기 불연액 조성물이 함침된 스폰지의 일측면 또는 양측면에 접착용 테이프가 부착되는 것을 특징으로 하는 불연 탄성 패드.